Изучение работы струйного насоса

Струйные насосы (гидроэлеваторы, элеваторы, эжекторы, инжекторы, водоструйные водоподъемные установки) нашли широкое применение на канализационных очистных сооружениях (для подъема осадков), так как не засоряются в водозаборных сооружениях в шахтных и трубчатых колодцах, тепловых узлах, а также в химической промышленности при смешении газов или жидкостей.

Условное обозначение струйного насоса представлено на рис. 4.12 (по [3]).

Условное обозначение струйного насоса

Рис. 4.12. Условное обозначение струйного насоса

В основе принципа действия струйных насосов находится соблюдение закона Д. Бернулли: «Там, где жидкость движется медленно, давление будет больше, чем в тех сечениях, где жидкость движется быстро». Жидкость, подаваемая насосом по напорному трубопроводу, проходит с увеличивающейся скоростью через сужающееся сопло струйного аппарата. Сопло располагается коаксиально в конфузоре струйного насоса. Живое сечение конфузора больше сечение сопла. В результате происходит засасывание жидкости в камеру смешения. Из камеры смешения смесь поступает в диффузор. В диффузоре скорость жидкости понижается благодаря расширению потока, а давление соответственно увеличивается. На выходе из струйного насоса получается смесь двух жидкостей (газов).

На рис. 4.13 представлена схема струйного насоса.

Струйный насос (гидроэлеватор)

Рис. 4.71 Струйный насос (гидроэлеватор):

  • 7 — напорный трубопровод рабочей воды; 2 — приемная камера;
  • 3 сопло; 4 — конфузор; 5 — камера смешения; 6 — диффузор;
  • 7 — бак с водой; 8 — выпускной напорный трубопровод

Цель: познакомиться с конструкцией, принципом действия и методикой расчета струйных насосов.

Описание экспериментальной установки

Опыты проводятся на стенде, представленном на рис. 4.14. Вода с помощью центробежного насоса 1, подается в струйный насос (гидроэлеватора) 2, по напорному трубопроводу 3. Расход воды, перекачиваемый центробежным насосом, называется рабочим расходом воды С2раб- В конструкцию стенда входят водоподъемный трубопровод 4, предназначенный для подачи к всасывающему патрубку центробежного насоса рабочего расхода воды; водосчетчики 5 и 6; бак с водой 7 (имитирует скважину), клапаны запорные 8, 9, 10, 11, 12, манометры 13, 14, вакуумметр 15.

Рабочий расход (2раб, измеряется с помощью снятия показаний с водосчетчика 5 и секундомера.

На стенде создаются два контура движения жидкости — малый и большой. В малом контуре вода непрерывно циркулирует по кругу центробежный насос — струйный насос (гидроэлеватор).

Большой контру создается при открытии запорного клапана 11. В этом случае функционирует малый контур, а также возникает еще один дополнительный по которому поступает расход на полезные нужды <2П0Л (к примеру подача воды потребителю, транспортирование осадков из отстойной части водоочистного сооружения). На стенде полезный расход сливается в бак 1. Величину полезного расхода можно рассчитать, сняв показания с водосчетчика 6 в начале и конце опыта и поделив на продолжительность эксперимента.

Схема лабораторного стенда «Изучение работы гидроэлеватора»

Рис. 4.14. Схема лабораторного стенда «Изучение работы гидроэлеватора»: 1 — центробежный насос; 2 — струйный насос (гидроэлеватор); 3 — напорный трубопровод рабочей воды; 4 — водоподъемный трубопровод; 5,6 — водосчетчики; 7 — бак с водой; 8, 9, 10, 11, 12 — клапаны запорные; 13, 14 — манометры; 15 — вакуумметр

Порядок проведения работы

  • 1. Открыть всю запорную арматуру.
  • 2. Заполнить водой бак 7.
  • 3. Закрыть клапаны запорные 9 и 10.
  • 4. Залить воду через воронку, вставленную в клапан 12, в насос 1.
  • 5. Закрыть клапан запорный 12.
  • 6. Запустить насос 1, открыть клапаны запорные 9 и 10.
  • 7. Клапанами запорными 8 и 11 откалибровать значения расходов (2раб и <2П0Л до соотношения 1 : 1 (примерно).
  • 8. Снять показания манометров 13, 14 и мановакуумме-тра 15.
  • 9. Изменить соотношение <2раб / <2ПОЛ перекрывая клапан запорный 8.
  • 10. Повторить позиции 8, 9 не менее 5 раз до полного отключения струйного насоса (гидроэлеватора).
  • 11. Снять начальные и конечные показания водосчетчика 6, продолжительность опыта не менее 1 мин.
  • 12. Зафиксировать показания манометра 14 и мановакуум-метра 15.

Обработка опытных данных

Ведется в табличном виде (табл. 4.8).

Таблица 4.8

Показатели

Ед. изм.

Опыт

1

2

3

4

5

1

Показания манометра 13, Рм13

кПа

2

Показания манометра 14, Рм14

кПа

3

Показания вакуумметра 15, Рв

кПа

4

Продолжительность опыта, С

с

5

Начальные показания водосчетчика 5, Ун5

л

6

Конечные показания водосчетчика 5, Ук5

л

7

Рабочий расход, <2раб = (Ук5 - Ун5)/С

л/с

8

Начальные показания водосчетчика 6, 7к6

л

9

Конечные показания водосчетчика 6, Ук6

л

10

Полезный расход, <2ПОЛ = (Ук6 - Ун6

л/с

11

^раб/Фпол

12

Напор насоса, Нн = (Рм14 - Рв)/(р?)

м

13

Напор в гидроэлеваторе, Нг =м13 - РВ)/(Р?)

м

14

нгн

15

КПД, Г| = (Нн • <2раб + Нг ’ Зпол)/Ян(Зраб + <2под))

Д.ед.

Построить графические зависимости в осях: С)рабНг; <2ПОЛНн; Ора6пол—Нгн; <2раб/<2пол—ц; Нгнц.

Сделать выводы об оптимальном соотношении рабочего и полезного расходов и их взаимосвязях с напорами гидроэлеватора и полезным напором.

Контрольные вопросы

  • 1. Где применяются гидроэлеваторы?
  • 2. Выполнить условное обозначение гидроэлеватора согласно ГОСТ 21.205—2016.
  • 3. Сделайте эскиз гидроэлеватора. Назовите элементы водоструйного насоса.
  • 4. Объясните принцип действия гидроэлеватора.
  • 5. Что такое полезный расход гидроэлеватора?
  • 6. Что такое рабочий расход гидроэлеватора?
  • 7. Сравните КПД струйного насоса и центробежного. Что больше?
  • 8. Сравните напоры струйного насоса и центробежного. Что больше?
  • 9. Какие поломки могут быть у струйного насоса? Какие поломки могут быть у центробежного насоса?

Тема 5

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >